基于can總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，涉及揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線控制領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括N個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)，設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)用于定位信息、壓力信息、CCD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流信息的采集，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線實(shí)時(shí)傳輸給用于數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測(cè)的嵌入式主節(jié)點(diǎn)，嵌入式主節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，通過(guò)以太網(wǎng)口連接總控制平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)GPRS無(wú)線通信與移動(dòng)控制平臺(tái)進(jìn)行通信。本實(shí)用新型穩(wěn)定性、可靠性、可裁剪性、實(shí)時(shí)性都有了很大的提高，能夠滿足揚(yáng)聲器生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制需要。
【專利說(shuō)明】基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線控制領(lǐng)域，具體是一種基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]揚(yáng)聲器裝配系統(tǒng)包括零部件定向排列一輸送一擒縱機(jī)構(gòu)、抓取一移位一放置機(jī)構(gòu)、裝配工作機(jī)構(gòu)、工件的取出機(jī)構(gòu)、質(zhì)量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。如何對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效、實(shí)時(shí)地控制，最大程度地自實(shí)現(xiàn)動(dòng)化水平是當(dāng)前揚(yáng)聲器裝配生產(chǎn)線自動(dòng)化發(fā)展的急需解決的問(wèn)題。
[0003]自動(dòng)化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)包括定位信息、壓力信息、CXD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流等信息的采集，另外還要控制電機(jī)和氣缸的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)當(dāng)前工作狀況和歷史信息的分析，傳統(tǒng)的控制體系越來(lái)越無(wú)法滿足系統(tǒng)復(fù)雜度加深和擴(kuò)容的需要，不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)控制。
[0004]CAN總線是一種高性能、高可靠性、易開(kāi)發(fā)和低成本的串行通信總線，由德國(guó)BOSCH公司在1986年為汽車(chē)檢測(cè)和控制而設(shè)計(jì)的，因?yàn)槠涞莫?dú)特的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、礦井、環(huán)境控制等眾多領(lǐng)域。
[0005]現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成熟穩(wěn)定，GPRS是在GSM全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之上發(fā)展起來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，為用戶提供高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種的網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)管理中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，對(duì)揚(yáng)聲器裝配生產(chǎn)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)時(shí)控制與管理。
[0007]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，包括N個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)，所述的現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)設(shè)置在揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線用于定位信息、壓力信息、CCD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流等信息的采集，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)CAN總線實(shí)時(shí)傳輸給用于數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測(cè)的嵌入式主節(jié)點(diǎn)，所述的嵌入式主節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，所述的嵌入式主節(jié)點(diǎn)通過(guò)以太網(wǎng)口連接總控制平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)GPRS無(wú)線通信與移動(dòng)控制平臺(tái)進(jìn)行通信。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:CAN總線實(shí)現(xiàn)了嵌入式主節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定通信，通過(guò)以太網(wǎng)口將主節(jié)點(diǎn)采集到的現(xiàn)場(chǎng)信息及時(shí)反饋到總控制平臺(tái)，移動(dòng)控制平臺(tái)提供了一種實(shí)時(shí)可移動(dòng)控制方案，這種融合通信方式極大地保證了自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2是嵌入式主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖3是現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖4是CAN總線驅(qū)動(dòng)電路圖；
[0013]圖5是GPRS電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，一種基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)包括N個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)，所述的現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)設(shè)置在揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線用于定位信息、壓力信息、CCD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流等信息的采集，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)CAN總線實(shí)時(shí)傳輸給用于數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測(cè)的嵌入式主節(jié)點(diǎn)。所述的嵌入式主節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，通過(guò)以太網(wǎng)口連接總控制平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)GPRS無(wú)線通信與移動(dòng)控制平臺(tái)進(jìn)行通信。
[0016]如圖2所示，嵌入式主節(jié)點(diǎn)包括自帶CAN控制器的微處理器，微處理器分別連接有GPRS電路、以太網(wǎng)接口電路、CAN收發(fā)電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路、報(bào)警電路、晶振和復(fù)位電路，所述的微處理器采STM32微處理器，顯示電路采用IXD顯示電路，報(bào)警電路采用聲光報(bào)警電路。
[0017]其中，以基于ARM Cotex-M3核的32位處理器STM32F207VE為示例，芯片攜帶有I路10/100M以太網(wǎng)接口，2路CAN通道，6個(gè)UART接口 ；還含有ADC、DAC、USB、PWM等外設(shè)資源，可以穩(wěn)定地進(jìn)行TCP/IP和CAN總線通信，同時(shí)也能保證嵌入式操作系統(tǒng)μ COS-1II的運(yùn)行。
[0018]GPRS電路采用SIEMENS公司于2012年推出的SM900D芯片，工作頻率為GSM/GPRS850/900/1800/1900MHZ，可以低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。GPRS電路如圖5所示，主要包括開(kāi)關(guān)機(jī)電路、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)電路、SM卡電路、天線電路、串口電路、電源電路等。SM900D通過(guò)串口電路從STM32接收待發(fā)送信息，通過(guò)ANT 口的天線電路發(fā)送至GSM網(wǎng)絡(luò)。SM900D的開(kāi)關(guān)機(jī)可以通過(guò)按鍵或者STM32的PDO引腳來(lái)控制，保持PWRKEY超過(guò)IS的低電平。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示電路根據(jù)LED燈的閃爍情況指示網(wǎng)絡(luò)狀況:LED滅，SIM900D不運(yùn)行；64ms亮，800ms滅，SIM900D注冊(cè)不成功；64ms亮，3000ms滅,注冊(cè)成功；64ms亮，300ms滅，GPRS連接正常，可進(jìn)行通信。SM900D自動(dòng)檢測(cè)并適應(yīng)支持1.8V或3.0V SM卡，22Ω電阻串聯(lián)于SM900D與SM卡的1連線上，以匹配阻抗，SMF05C用于防止靜電損害。天線電路采用高質(zhì)量的偏角SMA母座，用于連接外部天線，布線時(shí)需要盡可能的減少射頻連接線上的損耗，射頻出口阻抗?jié)M足50Ω，結(jié)合實(shí)際主板中的走線阻抗，設(shè)計(jì)中預(yù)留π型電路，用O歐電阻和電容NC代替，方便以后的阻抗值調(diào)整。SIM900D中的串口與STM32中的串口相連，接受需要發(fā)送的信息，SM900D模塊的串口自適應(yīng)波特率的范圍是1200bps?57600bps，由STM32發(fā)送“AT”并收到“0K”后可確認(rèn)波特率已經(jīng)同步。
[0019]為了與實(shí)現(xiàn)與主控制平臺(tái)通信，在主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)接口電路，STM32F207VE內(nèi)部集成了專用DMA的MAC模塊，只需要增加PHY物理層芯片就可以連接TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，提供MIII或者RMIII兩種接口方式，本系統(tǒng)中選擇了一款功能強(qiáng)、體積小、功耗低的以太網(wǎng)控制芯片DP83848，采用RMIII接口方式，簡(jiǎn)化了硬件的電路設(shè)計(jì)。
[0020]如圖3所示，現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)包括自帶CAN控制器的微處理器，微處理器器分別連接有CAN收發(fā)電路、信息采集電路、顯示電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、晶振和復(fù)位電路，所述的微處理器采用單片機(jī)C8051F041。信息采集電路的作用是在揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線用于定位信息、壓力信息、CCD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流等信息的采集。對(duì)采集的信息采用分級(jí)管理機(jī)制，信息分為三級(jí):1級(jí)、II級(jí)和III級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)采集到的各種信息在采集時(shí)設(shè)置相應(yīng)的等級(jí)，在傳輸和處理過(guò)程中保證了高優(yōu)先級(jí)的重要信息的能實(shí)時(shí)安全傳輸，并及時(shí)處理?，F(xiàn)場(chǎng)所有信息和處理結(jié)果都需要傳遞給控制平臺(tái)進(jìn)行備案保存，以便掌握現(xiàn)場(chǎng)的工作情況，為安全生產(chǎn)提供信息依據(jù)。對(duì)信息進(jìn)行分級(jí)處理，各子節(jié)點(diǎn)具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，從而降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性、可靠性、容錯(cuò)性。
[0021]在本設(shè)計(jì)中，嵌入式主節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)的采用相同的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)器選用廣州致遠(yuǎn)公司的芯片CTM1050T。CAN總線驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示，CTM1050T的收發(fā)引腳與CAN控制器的收發(fā)引腳直接相連，終端RTl為120 Ω，屏蔽電纜線的屏蔽線接FGND引腳，CGNND為收發(fā)器地，RCl及CRl為耐高壓電阻、電容，具有濾波等作用。在控制系統(tǒng)中，用到了多種芯片，對(duì)電源的要求也不相同，GPRS電路供電電源為3.2^4.8V，在突發(fā)傳輸時(shí)，峰值電流可達(dá)2A，設(shè)計(jì)時(shí)選擇MIC29302芯片，確保穩(wěn)定供電，而STM32芯片的供電電源是2.(Γ3.6V，選擇REG1117-3.3芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提供穩(wěn)定的3.3V電源。
[0022]工作時(shí)，將子節(jié)點(diǎn)設(shè)置于揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線用于定位信息、壓力信息、CXD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流等信息的采集，對(duì)采集的信息采用分級(jí)管理機(jī)制，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸給嵌入式主節(jié)點(diǎn)，同時(shí)接收并執(zhí)行嵌入式主節(jié)點(diǎn)的控制命令。嵌入式主節(jié)點(diǎn)通過(guò)CAN總線對(duì)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交換，并通過(guò)以太網(wǎng)傳遞給控制平臺(tái)，值班人員可以從控制平臺(tái)詳細(xì)了解各節(jié)點(diǎn)的信息，通過(guò)控制平臺(tái)或者鍵盤(pán)給現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制命令。同時(shí)，通過(guò)GPRS電路與移動(dòng)控制平臺(tái)進(jìn)行信息交互。嵌入式主節(jié)點(diǎn)之間采用雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，主用嵌入式主節(jié)點(diǎn)與控制平臺(tái)進(jìn)行通信，兩嵌入式主節(jié)點(diǎn)周期性進(jìn)行一次握手，通過(guò)握手判斷是否工作正常，異常時(shí)需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，啟動(dòng)備用嵌入式主節(jié)點(diǎn)的通信功能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，其特征在于，包括N個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)，所述的現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)用于定位信息、壓力信息、CCD圖像信息、溫濕度信息、開(kāi)關(guān)信息、膠水流量信息、速度信息、電壓電流信息的采集，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)CAN總線實(shí)時(shí)傳輸給用于數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測(cè)的嵌入式主節(jié)點(diǎn)，所述的嵌入式主節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，所述的嵌入式主節(jié)點(diǎn)通過(guò)以太網(wǎng)口連接總控制平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)GPRS無(wú)線通信與移動(dòng)控制平臺(tái)進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的嵌入式主節(jié)點(diǎn)包括自帶CAN控制器的微處理器，微處理器分別連接有GPRS電路、以太網(wǎng)接口電路、CAN收發(fā)電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路、報(bào)警電路、晶振和復(fù)位電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的微處理器采用STM32微處理器，顯示電路采用LCD顯示電路，報(bào)警電路采用聲光報(bào)警電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)子節(jié)點(diǎn)包括自帶CAN控制器的微處理器，微處理器分別連接有CAN收發(fā)電路、信息采集電路、顯示電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、晶振和復(fù)位電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于CAN總線的揚(yáng)聲器自動(dòng)化生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的微處理器采用單片機(jī)C8051F041。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203982169SQ201420389168
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】凌啟東, 朱濤, 高媛, 王鴻磊 申請(qǐng)人:徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院